TEKNOLOJİNİN CAM CEPHE PANELLERİNE GETİRDİĞİ YENİLİKLER Yard.Doç.Dr.Özlem EŞSİZ MSÜ Mimarlık Fakültesi,Yapı Bilgisi Bilim Dalı e-mail: essiz@msu.edu.tr ÖZET 20.yy da cam, gelişen teknolojiyle estetik bakımdan olduğu kadar teknik bakımdan da mimarlara mükemmel mimari yaratma olanağı sunmaya başladı. Bu muhteşem malzemenin geleceğine baktığımızda, yapısında ve kullanımında gelişmeler sürecektir. Bu gelişmelerin ilki yapı kabuğuna tespit yöntemi, ikincisi ısı tasarım ve parlaklık performansı, üçüncüsü ince film teknolojisindeki gelişmelerle geniş yelpazede kaplama seçeneği, dördüncüsü bütün bunlardan kaynaklanan estetik, ve beşincisi kimyasal yapısındaki buluşlardır [1]. Cam işleme konusunda kaydedilen yenilikler sayesinde cam artık ısı ve ses yalıtımı sağlayabilecek güneşin aşırı parlaklığı ile radyasyon ısısını denetleyebilecek ve yapıyı güvence altına alabilecek özelliklere sahip modern bir yapı malzemesidir. Tasarımcılar binanın içine ne kadar ışık alınacağı ne kadar ısı- soğuk ve gürültüyü keseceğini kontrol edebilir. Tasarımcı camın performansını, yüzeye uygulanan kaplamalar, filmler, panellerin sayısı ve camın diğer özelliklerini değiştirerek elde edebilirler. Özetle cam, yapının Dış estetiğini, İç görünüşünü, Kullanıcının görsel konforunu, Kullanıcının ısı konforunu, Yıllık enerji maliyetini, Havalandırma boyut ve formunu etkilemektedir. GİRİŞ Cam; inorganik esaslı, amorf bünyeli, sabit erime noktası olmayan, çok yüksek sıcaklıklarda akıcılık kazanan, soğuyunca katılaşıp, durgunlaşan, sıvı maddelerin özeliklerini gösteren, ayrıca normal sıcaklıklarda kristalleşme göstermeden hızla katılaşıp katı maddelerin mekanik özelliklerini de taşıyabilen bir silikat sistemdir. Malzemeciler camı aşırı soğutulmuş bir sıvıya benzetirler. Gerçekten de cam ısıtılmaya başlandıktan sonra sıcaklığın artmasına paralel olarak önce yumuşar ve daha sonra
da akıcı hale gelir. Bu hali ile adeta bir sıvı gibidir [2]. 1970 lerdeki enerji krizine cam endüstrisinin yanıtı iki cam arasında durgun hava veya gaz dolgularla ısı iletiminin sınırlandırıldığı ısıcam olmuştur. Camın bir yüzeyine uygulanan low-e kaplamalar güneş ısısı kazançları açısından neredeyse tek yönlü vana gibi davranmaktadır. Bu süreç aşağıdaki gibi işlemektedir. Low-e düşük yayınımlı ısı kontrol kaplamaları, cam üzerine etkiyen güneş enerjisinin büyük bir bölümünü içeri geçirerek pasif güneş ısısı kazançlarını arttırır. Güneş ışınlarını soğurarak ısınan halı, mobilya, duvar ve çatı yüzeyleri ile radyatör, aydınlatma armatürleri, insan vücudu gibi kaynaklardan yayımlanan 3000-30.000nm aralığındaki çok uzun dalga ışınım enerjisi pencerelerden dışa verilirken, bu enerji low-e kaplamaları tarafından tutularak kaynağına geri yansıtılır. Pasif solar kazançların sıcak veya ılıman iklimlerde ve özellikle de yazın sorun yaratabileceği akılda tutulmalıdır. Yaz koşullarının dengelenmesi için en iyi önlem çok amaçlı kaplamalar ya da çok bilinçli mimari projelendirmedir. Bina ısısı çift camlardan %70 ışınım, %30 iletim yoluyla kaçmaktadır. 20.yüzyılın başlarından itibaren malzeme ve yapı teknolojisinde gerçekleşen gelişmelere paralel olarak ortaya çıkan cam cepheler hafif olmaları, estetik görünümleri, imalat ve montajlarının kolay olması,dış iklime dayanıklılıkları nedeniyle kısa zamanda özelikle yüksek yapılar için vazgeçilmez bir yapı kabuğu haline gelmiştir. Cam cepheler ile birlikte; yüzyıllardır uygulanmakta olan iç mekan konforunun sağlanmasında rüzgar ve güneş gibi doğal enerji kaynaklarından yararlanılması anlayışı, yerini ıstma, soğutma ve havalandırmanın sağlanmasında mekanik sistemler kullanılması anlayışına bırakmaktadır. Günümüzde ise böyle bir anlayış ile oluşturulan binaların kullanım süreçlerindeki işletme maliyetlerinin ve mekanik sistemlerini çalıştırmak için ihtiyaç duyulan enerjinin büyük boyutlara vardığı, sürekli olarak kullanılan mekanik sistemlerin insanlar üzerindeki olumsuz etkileri artık bilinmektedir. Bu gelişime bağlı olarak söz konusu ihtiyaçlar doğrultusunda gerek cephe sistemleri gerekse cam ve camlama teknolojisi alanında pek çok araştırma yapılmaktadır [3]. TARİHÇE Cam yaklaşık 4000 yıl önce doğu Mezopotamya da bulunmuştur. Camın ilk keşfinden sonra 2000 yıl geçtikten sonra üfleme cam ortaya çıkmış böylece pencereler için dayanımlı ince şeffaf levhaların yapılması mümkün olmuştur. 1500 0 C ye kadar yükselen ısı tekniğinin uygulandığı yöntem Suriye ve Mısır da yaygın olarak kap ve tabak yapımında kullanılmaktaydı. Chance ve Harley şirketleri 1832 de İngiltere de Avrupa ya ihraç etmek için büyük boyutlu üflemeli levha yapmaya başladı. Crystal Palace ın mimarideki önemi, yapımında dökme demir elemanlar kullanmak değil aynı zamanda camın ustalıkla kullanılmasında yatmaktadır. Yapıda 7.3mx1.25m boyutlarında cam paneller kullanılmıştır. Cam ve demirin birlikteliğinin geliştirilmesiyle geniş cam cepheler yapılabilmiştir. Şekil 1. Reliance Binası, Burnham&Root, 1895, Chicago 1855-56 da Glasgow da Gardner s Store, John Baird tarafından, Jamaica Caddesinde atölye olarak jtasarlanmıştır.cephesi tamamen camdır. 1871 de Chicago daki yangın, şehrin merkezinin büyük bir bölümünün tahrip olmasına neden oldu. Bu yangın, dökme demirden diğer malzemelere oranla daha iyi yararlanılacağını gösterdi ve tasarımlarında yeni icat edilen asansör, yapıların yükselmesine neden oldu. 1870-1880 lerde Chicago daki yapıların cephelerinde büyük cam cepheler kullanılmaya başlandı. 1879 da William Jenney in 7 katlı Leither Binası bunlardan biridir. Burada, üç açıklıklı dökme demir dikmeli sistem ve iskeletler aarsını geçen döşeme kirişleri ofislere mümkün olduğunca fazla ışık alacak şekilde tasarlandı. Aynı düşünce 9 katlı Willoughby Binasında uygulanmıştır. 1895 te Chicago daki Reliance Binası nın çelik çerçeve strüktürünün cephesinde, hafif
malzeme ve cam yüzey kaplaması olarak kullanıldı (Şekil 1). Aynı yıl Adler ve Sullivan, çok katlı ve çelik çerçeve sistemlerin cephelerine cam sistemleri uyguladı. Özellikle taş ofis yapılarında kullanım alanının duvar kalınlıklarıyla azalması nedeniyle çelik iskelet ve cam cephe sistemlerinin avantajları daha belirginleşti. 1850 lerde İngiltere nin pencere camlarının %75 i üç firma tarafından üretilmekteydi. Cilalı dökme plak, üflemeli plaklara göre oldukça pahalı fakat daha kaliteliydi. Fransız ve İngilizler 19. yy ortalarında büyük boyutlu cilalı dökme plak cam üretmeye başladılar. İngiliz cam plak pazarında en büyük ilerleme 1820-1840 arasında gerçekleşti. 1852-54 de Paxton Buckinghamshire de Mentmore Tower ın zemin döşemesinde büyük cam levhalar kullandı. Özellikle dükkanların büyük cephe boşluklarında cam kullanma fikri ana caddede dükkanları olanlar için çok cazip hale geldi. Birmingham da 6m yüksekliğinde, 2.44mx1.22m boyutlarında cam levhalar yaygın olarak kullanılmaya başladı. 19. yy ortalarında dökme demir kolonlar ve dövme demir raylar, modüler camla bileşimlerde kullanılıyordu. Daha sonra tren istasyonları, çarşı büyük marketler de bu malzemeler kullanılmaya başlandı. Geniş hacimli mekanlarda, kolonsuz iç mekan, gün ışığının mekanların derinliklerine kadar alınması gibi ihtiyaçlar ortaya çıkardı. Bu da cam malzemeyle sağlandı. 19.yy ın ortalarında popüler hale gelen alışveriş amaçları için yapılan arkadların üzeri cam çatı ile örtülmüştür. Bir ucu açık, bir iç sokak olarak yaratılan bu arkad sistemi bir binadan çok mkro iklim yaratmaktadır [4]. Fontaine in 1829 da cam tonozlu Galerie d Orleans ilk önemli alışveriş arkadı(pasajı)dır. Bruno Taut un 1914 de Köln de Werkbund Fuarı için yaptığı Poligonal Cam Ev Pavyonu tamamen camdır. Cam ve hafif şeffaf plastiklerin artmasıyla mimarlar yeni ve zengin tasarım olanakları buldu. 1920 ve 1930 larda yeni cam malzemeleri ve tespit teknolojileri bulundu. Mies van der Rohe nin hayalindeki cam duvar iç yansıma olasılıklarını keşfetmek ve ışığın açısını değiştirmekti, bu isteği yarım yüzyıl sonra gerçeğe dönüştü[1]. Peter Rice, Martin Francis ve Ian Ritche tarafından geliştirilen sistemde, patch fitting ve cam kiriş kaldırılmış yerine camlar küresel yatak ve yaylı tutamaklarla arkadaki kablolardan yapılmış kiriş sistemine bağlanarak strüktürel taşıyıcı minimuma indirilmiştir [5]. 3.CAM ÇEŞITLERI 3.1.Levha Camlar Camın; uzunluk ve genişliğinin, kalınlığına göre daha çok büyük değerler taşıyacak şekilde tabakalar halinda biçimlendirilmesi sonucu elde edilen malzemeye levha camlar denir. Levha camlar doğrudan levha olarak üretilebildiği gibi sonrasında çeşitli işlemler uıygulanarak da farklı özellikler kazandırılarak, iç mekanda kullanılırlar [6]. 3.2.Çekme Camlar Bu camlar herhangi bir işleme tabii tutulmamış, erimiş cam hamurunun düşey olarak merdaneler arasından çekilmesi ile üretilmiş levha camlardır. Normal pencere camı olarak da bilinir 2m ile 7 m arasında eşit kalınlıklarda üretilir. Yüzeyde hiçbir işlem yapılmadan renksiz olarak kullanıldıklarında oldukça saydamdırlar. Ancak fiziksel ve mekanik özellikleri, diğer levha cam tiplerine göre zayıftır. Güvenlik ve yalıtım amaçlı kullanılmazlar. Saydamlığın istenildiği mekanlarda, taşıyıcı çerçeve sistemi içerisinde kullanılmalıdırlar. Düşey, merdane ile üretilen ve son derece ilkel olan bu cam tipi, günümüzde artık terk edilerek yerini float camlara bırakmıştır 3.3.Float Camlar Cam hamurunun yatay olarak çekilmesi ile elde edilen tabakaların, eriyik haldeki kalay dolu ikinci bir havuz üzerinden yüzdürülerek geçirilmesi ile üretilmiş levha camlardır. Elde edilen camların
yüzeyleri son derece düzgün, dalgasız ve parlaktır ve sonradan herhangi bir parlatma ve benzeri işleme gerek kalmamaktadır [6]. Float camlar, 2-19 mm arasında kalınlığa sahip olabilirler. En büyük boyutları 3.20mx6.00m, en küçük boyutları ise 1.50mx1.00m dir. Float camların, mağazaların teşhir mekanlarında bulunan cam bölücü elemana rağmen, müşterinin görsel yanılgıya düşmeden kamaşma, parlama gibi algıyı zorlaştıracak aydınlatma problemleri ile karşılaşmadan, kusursuz görsel algılama sağlayacak şekilde üretilmeleri mümkündür. Bu tip camlar, cam yüzeyinin aşındırılması prensibine dayanan, aşındırma ve asit daldırma işlemi ile üretilebilmektedir. Tümüyle homojen bir şekilde aşındırılan cam yüzeyi matlaşarak parlama ve yansımayı engeller. Ancak ışığı dağıtarak parlamayı önleyen bu camlar, arkasında görülen nesnelerin kesinliğini ve birbirleriyle olan kontrastlık derecelerini kaybeder. Dolayısıyla görsel bütünlüğü etkiler[7]. 3.4.Güvenlik Camları Camda güvenlik kavramı genelde kırılmanın sonucunda ortaya çıkabilecek risklere bağlıdır. En yaygın risk türü, kişilerin yaralanabilmesi ile kişi ve eşyaların bir taraftan diğerine çarpma ya da düşme sonucu oluşabilecek istenmeyen geçişleridir. Günümüzde cam, yeni işleme teknikleri sayesinde daha zor kırılan ve kırıldığında da yaralanmaları en alt düzeye indiren saydam plaklar haline gelebilmiştir. Dünya şartnameleri gereği, bitmiş döşeme kotundan 90cm yüksekliğe kadar olan düşey camlar, cam ve camlı kapılar, yaya trafiğinin yoğun olduğu ve hareketli olduğu mekanlar ve kazaların muhtemel olduğu her yerde kullanılırlar. Güvenlik camları ön gerilmeli(temperli) ve tabakalı (lamine) camlardır [8,9]. Tablo 1. Cam Çeşitlerinin Sınıflandırılma CAM ÇEŞİTLERİ Çekme Levha Cam Float Cam Güvenlik Temperli Cam Lamine Güneş kontrol Renkli Yansıtıcı Cam Kaplamalı Cam Low-e cam Akıllı Camlar Enerji Üreten cam Isı emici cam Isı yalıtım camları 3.4.1.Temperli(Öngerilmeli) Camlar Cam malzemenin basınç, darbe ve ısıya karşı direncini arttırmak için birtakım ısıl işlemlerinden geçirilir. Buna temperleme denir. Temperleme işlemi, yatay hat üzerinde camın dış yüzeylerine basınç
gerilimi, ortasında ise bir çekme gerilimi kazandırmak için ani ısıtma (450 0 C) ve soğutma ile yapılarak elde edilir. Kırıldığında zar büyüklüğünde parçalara ayrılır ve bu özelliğinden dolayı da iç mekanlarda da güvenlik camı olarak kulanılır [9]. Temperlenmiş camlar üretildikten sonra üzerlerinde herhangi bir işlem (delme, kesme vb) yapılması camın parçalanmasına neden olacağından bu tür işlemlerin önceden, camın ani olarak soğutulmasından önce yapılması gerekir. Bu tür camlar güç kırılmakla birlikte, kırıldığı zaman küçük parçalar halinde kırılırlar ve bu kırılma şekli nedeniyle kesici parça etkileri çok azdır [2]. 3.4.2. Tabakalı (lamine) Camlar Tabaklı camlar, iki cam levha arasındaki polivnyl bütiral folyo tabakasının renkli ve renksiz olanakları adi cam, mat cam ve güneş kontrol camlarının farklı düzenlemesi halinde üretilmektedir [2]. Lamine cam tabakalarının arasına polyvnyl-butiral folyo konulabildiği gibi, öngerilmeli levha camlar arasına ısı geçirgenliği son derece düşük olan bir jel konulabilir. Poliyvinyl butrial folyo, ısı karşısında şişerek opaklaşır ve yalıtım sağlar. Jel ise aleve maruz kaldığında, kabuk şeklini alır ve katmanların arasında buharlaşan su, ısı enerjisine dönüşür ve bu şekilde jel tükenene kadar bize süre kazandırır. Isı yalıtım özelliği bulunmayan camlarda yangın anında yüzey ısısı 550 0 C ye kadar yükselmektedir. İşlevlerin etkilemediği diğer yüzeyde ise 300 0 C nin üstüne çıkabilmektedir. Ancak yangın kesici ara tabakalı camlarda kritik yüzey ısısı en fazla 140 0 C ye kaçış yönündeki yüzeyde ise ısı 45 0 C civarına çıkmaktadır [10,12]. Isı ile eriyen PVB renksiz, bronz, yeşil ya da mavi gibi renklerde de olabilir. Plastik ara tabakalı camlar; iç mekanlarda güvenliğin de ön planda tutulması gereken yerlerde, görsel bütünlüğün ve devamlılığın bozulmaması açısından tercih edilebilir camlardır. İç mekanlarda katlar arası bağlantı istenmediğinde, cam merdiven bloklarıyla sağlanabilir. Bu durumda bu bloklar güvenlik camı olmalıdır. Kullanılacağı mekanın yaya trafiği ve taşıyacağı yük düşünülerek, bu camlar hem temperli hem de laminasyonlu olmalıdır. Böylece düşeyde sağlayacağı sirkülasyon güvenlikli hale gelir. İç mekanlarda bir de tel örgü tabakalı camlar tercih edilmektedir. Bu camlar, cam tabaka aralarına ızgara biçiminde metal alaşımlı tellerin yerleştirilerek yüksek sıcaklıkta birleştirilmesi sonucu elde edilir. Darbeye olduğu kadar yangına da dayanım gösterir, özellikle, mağazalara kurulan sabit raf sistemlerinde, hem dekoratif, hem de çekmeye ve eğilmeye dayanıklı olduğu için tercih edilirler. Telli camlar renkli ya da renksiz olarak üretilmektedir. Alışveriş merkezlerinde, merdiven korkulukları, asansör kapıları ve iç bölmelerde çok kullanılırlar [10,11]. 3.5.Güneş Kontrol Camları Isı ve güneş ışınlarını kıran fonksiyonel tabakalar yeni gelişmelerdir. Örneğin, ışığı kıran plastik filmler bu amaçla kullanılmaya başlamıştır. Bunlar sadece belirli açılarda günışığını geçirir ve geçirimsiz olurlar. Holografik ışık kırıcılar ışık eğimlerine aynalar, lensler ve prizmalar gibi davranır. Mimaride ışığın yönünü değiştirmek, güneş kırıcı vb amaçlar için kullanılır. Fotovoltaik (PV) modüllerle lamine cam güneş enerjisini elektriğe dönüştürmede kullanılır. Aynı zamanda, bunlar güneş kırıcı olarak da kullanılmaktadır. PV modülleri genellikle farklı silikon güneş hücrelerinden oluşur. Polykristal güneş hücreleri genellikle mavi ve opaktır. Günümüzde, otomatik veya mekanik olarak kontrol edilebilen ışınım ve geçirim araştırmaları farklı sistemlerle yapılmaktadır. Bu sistemlerin thermotropic katmanlar kullanılarak güneş ışınım spektrumunun tümüne karşı koyabilmektedir. Düz camlar, ışık yansıtma durumundayken artan ısıyla, opak veya ışık yayan duruma gelir. Ana malzeme, su ve plastik veya iki farklı plastik gibi sapma oranlarıyla iki malzemenin kombinasyonudur. Düşük ısıda malzeme homojen ve geçirgen iken, ısıtıldığında ise ışığın kırılması sonucu polimerler düzenlerini değiştirmektedir. Bu transformasyon yöntemi tersine çevrilebilir. Isı açığa çıktığında termokromik katman özellikle IR oranına yakın, geçirgenlik özeliklerinde olmaktadır.
Bunlar ısı kayıplarını azaltmak için low-e kaplama kullanımlarda uygundur. Elekrokrom katmanlar oluşturan sistemler belirli malzemelerin özelliklerini ortaya koyar. Bu şekilde malzemenin geçirgenlik özellikleri tanımlanabilir. Iyon depolama katmanı, iyon iletici ve elektrokromik malzeme şeffaf elektrotlarla cam veya plastik iki substrates arasına konur. Elektirik verildiğinde kimyasal reaksiyon oluşur ve iyonlar öne-arkaya doğru hareket eder. Katmanlar aynı şekilde kaldığı sürece elektirik uygulaması sadece iyon değişmeleri sırasında gereklidir. Elektrokromik sistemler güneş kırıcılar veya göz kamaşmasına karşı koruyucu olarak kullanılır [13]. Güneş kontrol camları sıcak iklim koşullarında güneş enerjisinin içeriye girmesini önemli ölçüde azaltarak havalandırma sistemlerinde tasarruf sağlamakta ve ayrıca güneş ışınlarının rahatsız edici parlaklığını azaltmaktadır. Gün ışığı ve ısı ışınımına geçirgen olan, aktif ve pasif güneş kazançları ve güneşten korunma doğrultusundaki gelişmelere birçok noktada kesişmektedir. Cam, üretilmiş veya kazanılmış bina ısısının korunması, güneşten korunma, güneş ışınımının ısı veya elektiriğe dönüştürülmesi veya bina cephelerinde güdümlü hava akımları oluşturarak havalandırma veya serinletme sağlanması gibi birçok alanda işe yarayan kullanışlı bir yapı malzemesidir [14] 3.5.1. Renkli Camlar Renksiz camdan sonra renkli cama doğru bir arayış başlamıştır. İlk dumanlı cam 1930 larda USA da bulunan soluk yeşil bir camdı. Bunun amacı, otomobil camlarında parlamayı önlemekti. Renklendirme cam eriyik durumundayken içine ilave maddeler katılmasıyla elde edilir. Renkli cam günışığının çoğunu emdiği için oldukça sıcaktır. Cam yüzeyine gelen güneş ışınlarının büyük bir kısmı emilir. Daha sonra emilen güneş ışınlarının bir kısmı dışarı verilirken bir kısmıda içeri alınır. Böylece içeri alınan güneş ısısı miktarında normal renksiz cama göre düşme sağlanır. Renkli camlar, güneş kontrol etkinliği arttıkça tempeleme ön koşulunu da beraberinde getirir. Kuvvetli emilme, cam yüzeyinde termal gerilim yaratacağından belli boyutların üzerinde temperlenerek kullanılırlar. Cama metal oksid ilaveleriyle geniş renk yelpazesi elde edilir. Buna karşılık ışık geçirgenliği azalır. 4mm lik yeşil camda T-değeri 0.78 (beyaz camda 0.92) ve g-değeri 0.67 (beyaz camda 0.90) dır [13]. Fotosensitive camlar renkli camlar alanında özel bir uygulamadır. Yeşil ve bronz renkler gri tonlarıyla birleştirilerek renk kartelası genişletilmiştir. Farklı gri tonları kobalt okside, nikel oksid ve selenyum oranlarıyla çeşitlenmiştir. 3.5.2.Yansıtıcı (reflektif) Camlar Yansıtıcı camlar, üretim hattında veya üretim hattı dışında çeşitli metal veya metal oksitlerle yüzeyleri kaplanarak yüksek yansıtıcılık özelliği kazandırılmış camlar olarak tanımlanırlar. İnce metalik kaplamaların başlıca dezavantajları yumuşak yüzeyleri ve metallerin (özelikle gümüş ve bakırda) kimyasal dirençlerinin düşüklüğünden dolayı korozyon sorunlarıdır. Krom, titan ve çelik alaşım gibi metal kaplamalarda güneş spekrumunun görünür ve yakın infrared bölgelerdeki geçirgenlikleri yaklaşık aynıdır. Renkleri saydama yakındır. Çeşitli metal oksitlerin pirolitik yötemlerle cam yüzeyine uygulanması ile mekanik ve kimyasal direnci yüksek yansıtıcı camlar elde edilmektedir. 3.5.3. Düşük Emissiviteli (low-e) Camlar Low-E cam yüzeyinde düşük Low-e kaplamalı düz cam türüdür. Düşük low-e, cama uzun dalga boyundaki radyasyonu yansıtma özelliği kazandırır. Böylece Low-E camlar, gece ve gündüz
Şekil 2. Şeffaf Yalıtım ışınlarını emen oda içindeki tüm eşyaların ve duvarların yaydığı uzak infrared bölgedeki radyasyonun hemen tamamını geri yansıtarak odanın soğumasını önlerler [15,8]. 3.5.4. Kaplamalı Camlar slat strüktür Paralel stats petek boşlukl Hücrese l köpük Yumuşak kaplamalar genellikle 6 ve 9 tabakadan oluşur. Malzemenin farklılaşmasıyla kaplama kalınlığı, ışık geçirimi ve diğer özellikler kontrol edilebilir. Low-E kaplama ısı levhalarını biçimlendirmede kullanılır. Cam yüzeyindeki yansımayı azaltan bu kaplamalar için iyi iletken olan metal katmanlar tercih edilmektedir. Son yıllarda gümüş esaslı kaplamalar ışığı yüksek oranda geçirmesi ve doğal renkleri nedeniyle baskın gelmektedir. Güneş kırıcı amacıyla, yansıtırken ısı geçirimi azaltan yüksek reflektif özelliklere sahip metal oksid kaplamalar kullanılmaktadır. Yansıtıcı camlarda t- değeri 0.10-0.77 ve g-değeri 0.20-0.70 arasındadır. İlk aynalar kaplama tekniği ile yapılırdı. Soğuk ayna kaplamalar, IR oranını geçirirken görünen dalga boyunu yansıtarak low-e sistemlerinin tersine davranır. Sırlı birimler yüzeyin tümüne veya farklı baskılı desenli formlara uygulanabilir. Çok katmanlı cam ürünler farklı iç aralıkları olan kaplamalı veya kaplamasız kombinasyonlardan yapılır[13]. Boşluklu strüktür 3.6. Enerji Üreten Cepheler Paralel plak strüktür Homojen strüktür Streç panel filmler aerojel İki cam arasına veya yalnızca bir ön cam arkasına yerleştirilmiş silikon veya özel ince film kaplamalı fotovoltaik(fv) sistemlerle gün ışığından elektirik elde edilebilmektedir. Birbirine seri bağlı hücrelerden elde edilen doğru akım elektrik enerjisi inverter ler yardımıyla alternatif akıma dönüştürmekte; elektiriksiz ve uzak kırsal yörelerde tek başına veya yapılar ve diğer bayındırlık işlerinde yardımcı kaynak olarak kullanılmaktadır. Güneşle hücreler arasındaki cam, verim artışı içn demiroksitten arındırılmaktadır. Güneşin ışık dışındaki ısı ışınımı FV ler için gerekli ve yararlı olmadığı için soğurmanın yan ürünü olan ısı enerjisi fotovoltaik+güneş kolektörü kombinasyonlu melez sistemlerde su ısıtmada kullanılabilmektedir. Fotovoltaik yöntemiyle üretilen elektiriğin 10-15 yıl içinde ekonomik hale gelmesi beklenmektedir. Yapılardaki enerji tüketim maliyetini azaltmanın güncel ve gelecek yaklaşımı, bina kabuğuna fotoaktiv camlar kullanmayı azalacaktır. Güneş ısısından maksimum yarar sağlayarak depolanabilir ve kullanılabilir ısıya dönüştüren güneş kolektörleri, seralar ve fotovoltaik güneş kolektörleri, seralar ve fotovoltaik güneş pili uygulamalarından farklı olarak güneş ışınımının yalnızca ısı boyutuyla ilgilidir. Kullanım sırasındaki kazalar veya ısıl kırılma risklerine karşı camların temperli olması önerilmektedir [14]. 3.6.1. Isı Yalıtım Camları
Yalıtımlı cam pencere endüstrisinde bir devrimdir. Tek tabakalı düz cam yüksek oranda manzara ve ışık sağlarken, yalıtımlı camdan 10-15 daha fazla ısı ve soğuğu mekanın içine aldığından mekanı rahatsız hale getirir. Bu nedenle pencereler mekanı yazın dayanılmaz sıcak, kışın ise soğuk yapabilir. Yalıtımlı cam iki levhanın arasına hava hapsedilmesiyle yapılır. Bu alana argon veya diğer özel gazlar doldurulmasının yanısıra gözle görülebilen low-e kaplama olarak isimlendirilen metalik kaplamalar daha fazla enerji etkin hale getirir [18]. Bu durumda en çok kullanılan malzeme farklı kalınlık ve dokudaki cam, polikorbonat ve quartz köpüktür. Diğer iki tabaka arasına yerleştirilen malzeme mekanik zarar ve hava şartlarına karşı korunur. Bu ilave malzemeler, cam levhalara paralel veya dik, hücresel düzenleme veya mikroskopik hücresel formda olan aerogel gibi farklı biçimlerde düzenlenebilir. Serbest-gevşek granüller, daneli dolgular ekonomik üretilmektedir. 16mm lik dolgu ile 0.8W/m2K dan daha az U değeri elde edilebilir. Bu ısı izolasyon arasındaki karşılaştırma geçirgenlik ve görüşün engellenmesinin istenmediği durumlarda yalıtımlı cam ve plastik membranlar arasına konulması çok yugundur. Bu sistemler aynı zamanda düşük U değeri sağlar. Cam katmanlar arasındaki jaluzi, film tabakası vb. güneş kırıcı elemanlar kirlenmeye karşı korunaklıdır, böylece bakım ve temizlik maliyeti azalmaktadır. Jaluziler mekanik olarak da ayarlanabilmektedir (Şekil 2) [13]. 3.6.2. Isı Emici Camlar Isı emici camlar, tüm düz cam üretim yöntemlerinde cam kütlesinin renklendirilmesiyle bronz, gri, yeşil renklerde üretilen renkli camlar ile float üretiminde sadece cam yüzeyinin renklendirilmesiyle Spektrafloat tipi yüzeyi renkli camlardan oluşmaktadır [15]. 3.6.3. Akıllı Camlar Değişken iklim koşulları ve binanın gereksinmeleri paralelinde optik özelliklerini değiştirerek, akıllı filtreler şeklinde davranan camlardır. Güneşten ısı kazancının istendiği dönemde güneşin ısısal etki taşıyan ışınımları geçirir, güneş kontrolünün istendiği dönemde bu ışınımları yansıtır, yalnızca görünebilir alan içine yeterli kısmı getirirler. Başlıca tipleri fotokromik, elektrokromik, termokromik, holografik camlardır. Isıtma ve soğutma yükleri eşit ve yüksek olan binalarda mevsimlik değişikliklere uyum sağlama yetenekleri nedeniyle önerilir. Bunun yanısıra içsel ısı kazançları yüksek olan, mevsimlik güneş kontrolünün büyük önem kazandığı binalarda da kullanılabilir [16]. Yapının yer aldığı enlem, iklim kuşağı ve topografyaya bağlı olarak, ısınmak için bazen güneş ısısını binanın içine alarak içte tutmak, sıcaktan korunmak için de bazen güneş ısısını dışta tutmak gerekir. Çoğunlukla soğuk veya sıcak iklimlerde bu konuda seçim kolay olmakla birlikte, Türkiye nin de içinde yer aldığı iklim kuşağında hem yaz, hem de kış koşulları geçerlidir[14]. 4. SONUÇ Son yıllarda ülkemizde de yaygın bir şekilde uygulanmaya başlayan cam cepheler, hafif olmaları, estetik görünümleri, imalat ve montajlarının kolay olması, dış iklime dayanıklılıkları nedeni ile kısa zamanda özellikle yüksek yapıların vazgeçilmez bir yapı kabuğu olmuştur. Cam işleme alanındaki yenilikler camı artık sadece pencerelerde kullanılan bir malzeme olmaktan çıkarmıştır. Cam ısı ve ses yalıtımı sağlayan, güneşin aşırı parlaklığı ile radyasyon ısısını denetleyen ve yapı içini dış etkenlere karşı güvence altına alabilecek niteliklere sahip bir yapı kabuğuna dönüşmüştür. 20. yüzyılda ise
harman katkı maddeleri, ince film kaplamaları, ara katmanları veya yüzey işlemleri yardımıyla, yalın veya çok katlı, doğrudan veya dolaylı olarak: Binaların gün ışığı denetimi veya iklim kontrolünde, UV ışınlarında korunmada, Güneş ışınlarından ısı ve elektirik üretiminde, Seralarda kullanılmıştır [17]. İyi cam seçimi binayı daha güzel, daha konforlu daha üretken ve az bakım ve onarım gerektiri yapar. En iyi cam seçimi iklime, yönelmeye, gölge ve iç mekan kullanımına bağlıdır. İkinci olarak, bu ileri cam teknolojileri ilk bakışta eski uygulamalarda pahalı gözükebilir. Fakat uzun dönemde düşünüldüğünde yıllık enerji maliyeti ve HVAC sistem maliyetini azaltır. 21. yüzyılda cam bütün bu işlevler kapsamında daha da büyük görevler üstlenecek ve fotokromik, elektrokromik ve termokromik özelliklerle çevre koşullarına otomatik tepkiler verebilen bir konum kazanacaktır [14,18]. KAYNAKLAR [1] WIGGINTON M., (1998), Glass und Architecture, Bauen mit Glass, Detail [2] TOYDEMIR,N., (1999), Cam Yapı Malzemeleri [3] (2003), Çift Kabuk Cam Cephelerin Enerji ve Ekonomik Etkinliğinin Değerlendirilmesinde Kullanılabilecek Bir Yaklaşım, Doktora Tezi, ITU, Istanbul. [4] WIGGINGTON M., (1996), Glass in Architecture, Phaidon, Londra [5] ÖZGÜL,A.,(1998), Transparent Cephe, İnşaat, Kasım [6] EŞSİZ,Ö., (2004), Cam, Yapıları Işıldatıyor, İnşaat Dünyası sayı 2 [7] SCHULZ C., SEER P., 1993, Glas am Bau I, Konstruktion von Glasfassaden, Deutches Architektenblatt, Germany [8] RİTCHE I., 1998, Constructing with Glass, Stahlbau no:4, Germany [ 9 ] MAĞGÖNÜL G., (1993), Işlenmiş Camlar, Sempozyum Bildirileri, Yapıda Temelden Çatıya Cam ve Cam Kökenli Malzeme Türleri ve Uygulama Örnekleri,YEM [10] Pilkington Levha Cam Çeşitleri, 1997 [11] KNAACK U., 1998, Konstructive Glasbau, Verlagsgesellschaft Rudolf Müller, Köln [12] Cam Yapı Elemanlar Kataloğu, Şişecam, 1999 [13] COMPAGNO,A.,(2000), Glass as a Building Material and Its Possible Applications, Detail 3 [14] AKYÜREK (2003) [15] SARAÇ Y., (1991). Güneş ve Isı Kontrol Camları, İnşaat Eylül [16] UTKUTUĞ G., AYÇAM İ., Farklı Malzemelerle Üretilen Pencere Tiplerinin ısıl
performanslrının [17] SLESSOR, C., (1998), Glass Evolution, Architectural Review May [18] SULLIVAN C.C., (2000), Points and light, Building Design & Construction, August